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Abstract:
Zymoseptoria tritici ist ein weizenpathogener Pilz mit hemibiotropher Lebensweise. Er befällt sowohl Weichweizen (Triticum aestivum) als auch Hartweizen (Triticum durum). Z. tritici verbreitet sich über asexuelle und sexuelle Sporen durch Regen oder Wind. Die Sporen keimen auf der Pflanze aus und die Pilzhyphen dringen durch die Stomata in die Wirtspflanze ein. Dort wächst der Pilz zunächst biotroph und breitet sich in der Pflanze aus. In diesem Stadium sind noch keine Symptome der Infektion erkennbar. Erst in der folgenden nekrotrophen Phase entwickeln sich nekrotische Blattstel-len und die Fruchtkörper des Pilzes, die sich unterhalb der Stomata bilden, sind als schwarze Punkte auf den befallenen Blättern erkennbar.
Im Laufe der biotrophen Infektionsphase muss Z. tritici eine Immunantwort auf die Infektion verhin-dern. Hierzu verwenden Pflanzenpathogene Effektoren, kleine, sekretierte Moleküle, die das Im-munsystem der Pflanze unterdrücken.
In dieser Bachelorarbeit wurden Gene von Z. tritici untersucht, die eine wichtige Rolle während der Infektion spielen könnten. Eines dieser Gene, Gen 271 auf Chromosom 5, ist ein potenzieller Effektor, der in der biotrophen Phase vermehrt exprimiert wird. Im Laufe der Bachelorarbeit wurden drei De-letionsmutanten von Z. tritici erstellt, denen das Gen für den Effektor fehlt. Das Gen wurde durch Agrobacterium tumefaciens vermittelte Transformation und homologe Rekombination durch ein als Marker dienendes Gen für eine Fungizidresistenz ausgetauscht. Mithilfe solcher Mutanten ist es möglich, in weiteren Experimenten mehr über die Funktion eines Gens herauszufinden. Da der zeit-liche Rahmen meiner Bachelorarbeit begrenzt war, konnte ich solche Experimente nicht für die von mir erstellte Deletionsmutante durchführen. Stattdessen habe ich im Laufe meines Projekts ein Pflanzenexperiment mit anderen Mutanten von Z. tritici durchgeführt. In diesen Experimenten wurde ein Stamm untersucht, dem das Gen für einen Transkriptionsfaktor fehlt, von dem vermutet wird, dass er an der Regulation der Infektion beteiligt ist. Neben der Deletionsmutante wurde auch eine Mutante untersucht, in die das Gen für den Transkriptionsfaktor wieder eingefügt wurde. Für die Versuche wurden Weizenpflanzen mit den unterschiedlichen Pilzstämmen infiziert und der Grad an Nekrose und die Anzahl an Fruchtkörpern 21 Tage nach der Infektion ausgewertet. Von dem Stamm, dem das Gen fehlt, wurden im Laufe der Infektion signifikant weniger Fruchtkörper gebildet, als vom Wildtyp. Der Stamm, dem das Gen wieder eingefügt wurde, zeigte hingegen keine signifikante Ab-weichung vom Wildtyp. Das lässt darauf schließen, dass der untersuchte Transkriptionsfaktor eine wichtige Rolle im Laufe der Infektion spielt.
